Grupa astrofizyków z NASA zaproponowała nową technikę pomiaru mas czarnych dziur. Ściślej, potwierdziła słuszność teorii wysuniętej w 1998 roku przez Leva Titarchuka. W swoich badaniach posłużyła się teleskopami XMM Newton oraz RXTE.

Obiektem obserwacji był Cygnus X – 1, czarna dziura znajdująca się w konstelacji Łabędzia około 10 000 lat świetlnych od Ziemi. Ma ona towarzysza, niebieskiego olbrzyma. Pomiar masy przy użyciu nowej techniki wskazał na 8.7 +/- 0.8 mas Słońca. Korzystając z alternatywnych metod, oszacowano jej masę na 10 mas Słońca. Błąd jest stosunkowo niewielki, co wskazuje na fakt, że nowa metoda jest poprawna [swoją drogą profesor Ziółkowski z CAMK PAN analizując teoretycznie ewolucję całego układu Cyg X-1, wskazuje, żę masa czarnej dziury w tym układzie powinna być większa. Nawet i 20 mas słońca. McHardy i inni w grudniowym Nature przyjmują dlatego masę czarnej dziury w Cyg X-1 jako 15 mas słońca – komentarz korektora].

Technika jest bardzo specyficzna, wiąże się z badaniem dysku akrecyjnego, tworzącego się wokół czarnej dziury. Kiedy tempo jego narastania wzrasta, materia układa się w specyficzny stos. Autor metody porównuje zjawisko ze zwiększaniem się korka ulicznego. Wyznacznikiem masy czarnej dziury jest okres orbitalny dysku. Im masa jest większa, tym okres jest dłuższy. Całości towarzyszy nieperiodyczne wysyłanie promieniowania rentgenowskiego oraz przewidywalne zmiany w widmie obiektu. Jak pokazały wyniki badań z satelity RXTE, istnieje ścisły związek pomiędzy spektrum a promieniowaniem. Możliwe jest również wyodrębnienie informacji dotyczących efektywności generowania promieni X.

Istnieją również inne metody pomiaru mas czarnych dziur, słuszność jednej z nich potwierdziły prace innego zespołu, wykorzystującego satelitę XMM Newton. Naukowcy badali czarną dziurę znajdującą się w obiekcie ULX NGC 5408 X-1 [pierwszy obiekt ULX w galaktyce NGC 5408 – przypis red.] w konstelacji Centaura, 16 milionów lat świetlnych od Ziemi. Oszacowali jej masę na 2000 mas Słońca.

Wyniki obu zespołów potwierdziły słuszność metod pozwalających na wyznaczenie, z pewnym przybliżeniem, mas najbardziej tajemniczych obiektów Wszechświata.

Autor

Maciej Sznajder